KR20070113089A

KR20070113089A - Ｏｆｄｍ 수신기

Info

Publication number: KR20070113089A
Application number: KR1020060124490A
Authority: KR
Inventors: 나오또 아다찌
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2007-11-28
Also published as: KR100869432B1; US20070274406A1; JP4664234B2; US7706479B2; JP2007318315A; CN101079864B; CN101079864A; CN101079862A

Abstract

OFDM을 이용하는 통신 시스템에서, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 큰 경우의 수신 품질을 향상시킨다. 캐리어 보간부(디지털 필터)(11)는, SP 신호에 대해서 주파수 축 상의 보간 처리를 행한다. IFFT 회로(21)는, 주파수 영역 신호를 시간 영역 신호로 변환한다. 지연 프로파일 생성부(22)는, IFFT 회로(21)의 출력에 기초해서 지연 프로파일을 작성한다. 필터 제어부(23)는, 지연 프로파일에 따라서 필터의 통과 대역을 제어한다. FFT 창 제어부(24)는, 지연 프로파일에 따라서 FFT의 연산 범위를 잘라내는 윈도우의 위치를 제어한다. 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 크고, 또한, 간섭파의 수신 파워가 임계값보다도 큰 때에는, 필터의 통과 대역을 최소로 한다.

캐리어 보간, IFFT 회로, 지연 프로파일 생성, 필터 제어, 창 제어, 추출 회로, 특성 산출, FFT 회로, 심볼 보간, 복소 제산

Description

ＯＦＤＭ 수신기{OFDM RECEIVER}

도 1은 본 발명에 따른 OFDM 수신기가 구비하는 등화 처리부의 구성을 도시하는 도면.

도 2는 캐리어 보간부의 필터 특성의 제어에 대해서 설명하는 도면.

도 3은 FFT 창의 제어에 대해서 설명하는 도면.

도 4는 FFT 창의 위치 및 필터의 통과 대역의 제어를 설명하는 도면(그의 1).

도 5는 FFT 창의 위치 및 필터의 통과 대역의 제어를 설명하는 도면(그의 2).

도 6은 FFT 창의 위치 및 필터의 통과 대역의 제어를 설명하는 도면(그의 3).

도 7은 FFT 창의 위치 및 필터의 통과 대역의 제어를 설명하는 도면(그의 4).

도 8은 일반적인 OFDM 수신기의 구성을 도시하는 도면.

도 9는 SP 신호의 배치를 도시하는 도면.

도 10은 공지된 등화 처리부의 구성을 도시하는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

11: 캐리어 보간부

21: IFFT 회로

22: 지연 프로파일 생성부

23: 필터 제어부

24: FFT 창 제어부

51: 추출 회로

52: SP 생성부

53: 특성 산출부

100: OFDM 수신기

104: FFT 회로

111: 심볼 보간부

120: 복소 제산부

[특허 문헌 1] 일본공개특허 제2002-64464호 공보

[특허 문헌 2] 일본공개특허 제2001-292125호 공보

[특허 문헌 3] 일본공개특허 제2004-266814호 공보

[특허 문헌 4] 일본공개특허 제2002-26861호 공보

본 발명은, OFDM 신호를 수신해서 복조하는 OFDM 수신기에 관한 것으로, 특히, 지상파 디지털 방송의 OFDM 신호에 포함되는 파일럿 신호에 대해서 주파수 방향으로 보간하기 위한 필터를 조정하는 방법에 관한 것이다.

최근, 디지털 신호를 전송하는 방식으로서, 직교 주파수 분할 다중방식(OFDM: 0rthogonal Frequency Division Multiplexing)이 제안되어 있다. OFDM 방식에서는, 주파수 축 상에서 상호 직교하는 복수의 캐리어를 이용해서 데이터가 전송된다. 이 때문에, OFDM 송신기는, 역고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transformation)을 이용해서 전송 신호를 변조하고, OFDM 수신기는, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transformation)을 이용해서 전송 신호를 복조한다. 0FDM 방식은, 주파수 이용 효율이 높기 때문에, 지상파 디지털 방송에의 적용이 널리 검토되고 있다. 또한, 일본의 지상파 디지털 방송의 규격인 ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)에서도 0FDM이 채용되고 있다.

도 8은, 일반적인 OFDM 수신기의 구성을 도시하는 도면이다. 도 8에 도시하는 OFDM 수신기(100)에서, 안테나를 통해서 수신한 OFDM 신호는, 튜너(101)에 공급된다. 튜너(101)는, 수신 신호로부터 원하는 채널의 신호를 선택하여, 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency)대의 신호로 변환해서 출력한다. A/D 변환기(102)는, 튜너(101)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이 디지털 신호는, 직교 복조기(103)에 의해 복소 베이스밴드 신호로 변환된다. 시간 영역 신호인 복소 베이스밴드 신호는, FFT 회로(104)에 의해 주파수 영역 신호로 변환된다. 이 결과, 서로 주파수가 상이한 복수의 캐리어를 이용해서 전송된 복수의 신호가 얻어진다.

지상파 디지털 방송에서는, 데이터 신호 외에, 분산 파일럿 신호(SP: Scattered Pilot), 부가 정보 신호(AC: Auxiliary Channel), 제어 정보 신호(TMCC: Transmission and Multiplexing Configuration Control) 등이 전송된다. 그리고, AC 및 TMCC는, 도시되지 않은 DQPSK 복조기에 의해 복조되어, 전송 파라미터 등의 TMCC 정보가 추출된다.

데이터 신호를 전송하는 데이터 캐리어 및 분산 파일럿 신호(이하, SP 신호)를 전송하는 SP 캐리어는, 등화 처리부(105)에 공급된다. SP 신호는, 송신 위상 및 송신 파워가 미리 정해져 있는 기지 신호로서, 동기 검파 및 전송로 추정을 위해 사용된다. 등화 처리부(105)는, SP 신호에 대해서 보간 처리를 행한다. 그리고, 그 보간 처리의 결과를 이용해서 데이터 신호를 등화하고, 그 등화된 데이터 신호를 복조 데이터로서 출력한다. 여기에서, 「등화」란, 전송로 상에서 발생한 위상 회전을 보정하는 처리를 포함한다. 그리고, 복조 데이터는, 디맵핑 처리에 의해 1 비트 또는 복수 비트의 2치의 데이터로 변환되고, 또한 오류 정정 회로(106)에 의한 정정 처리 후, TS(Transform Stream) 형식으로 출력된다.

도 9는, SP 신호의 배치를 도시하는 도면이다. SP 신호는, 주파수 축 방향에서는，12캐리어마다 삽입된다. 각 캐리어는, 예를 들면, 지상파 디지털 방송의 모드 3에서는，1kHz 간격으로 준비되어 있다. 또한，SP 신호는, 시간축 방향에서는，4 심볼마다 삽입된다. 1 심볼 시간은, 예를 들면, 1.008m초이다. 도 9에 도시하는 예에서는，N번째의 심볼을 전송하기 위한 시간 슬롯에서, 캐리어 C1, C13, ‥‥을 이용해서 SP 신호가 전송되고, N+1번째의 심볼을 전송하기 위한 시간 슬롯에서는, 캐리어 C4, C16, ‥‥을 이용해서 SP 신호가 전송된다.

도 10은, 등화 처리부(105)의 구성을 도시하는 도면이다. 등화 처리부(105)는, SP 보간부(110) 및 복소 제산부(120)를 구비한다. SP 보간부(110)는, 심볼 보간부(111) 및 캐리어 보간부(112)를 구비한다. 심볼 보간부(111)는, SP 신호를 전송하는 각 캐리어에 대해서, 시간 방향의 보간 처리를 행한다. 도 9에 도시하는 예에서는, 예를 들면, 캐리어 C1에 대해서, 시간 슬롯 N의 신호 및 시간 슬롯 N+4의 신호에 기초하여, 시간 슬롯 N+1, N+2, N+3의 신호를 추정한다. SP 신호가 배치되어 있는 다른 캐리어(C4, C7, C10, ‥‥)에 대해서도 마찬가지의 보간 처리를 행한다. 이 결과, SP 신호가 삽입되어 있는 각 캐리어 C1, C4, C7, C10, ‥‥에서는, 모든 심볼에 대한 정보가 얻어지게 된다.

캐리어 보간부(112)는, 예를 들면, FIR 필터 또는 IIR 필터 등의 디지털 필터로서, 심볼 보간부(111)에 의한 보간 결과를 이용해서 주파수 축 방향의 보간 처리를 행한다. 즉, 각 시간 슬롯에서, 캐리어 C1, C4, C7, ‥‥의 신호를 이용해서, 캐리어 C2, C3, C5, C6, C8, C9, ‥‥의 신호를 추정한다. 이 결과, 모든 캐리어에서 SP 신호에 대한 수신 정보가 얻어진다. 여기에서, SP 신호의 송신 위상 및 송신 파워는 미리 정해져 있으므로, SP 신호에 대한 수신 정보에 기초해서 그 SP 신호에 대한 전송로 특성 정보(위상 정보 등)가 얻어진다. 즉, SP 보간부(110)는, 각 캐리어에 대해서 전송로 특성 정보를 생성한다.

복소 제산부(120)는, 전술된 바와 같이 해서 얻어지는 전송로 특성 정보를 이용해서 복소 제산을 행함으로써, 데이터 신호를 보정한다. 이 결과, 전송로의 영향을 제거하도록, 데이터 신호가 등화된다.

또한，OFDM 수신기에 대해서는, 예를 들면, 특허 문헌 1∼4에 기재되어 있다. 특허 문헌 1에는, 전송로의 상태에 따라서 전술한 등화 처리부를 구성하는 필터의 계수를 절환하는 기술이 기재되어 있다. 특허 문헌 2에는, 지연파의 발생 환경에 따라서 FFT의 윈도우 위치를 조정하는 기술이 기재되어 있다. 특허 문헌 3에는, 지연 프로파일에 기초해서 간섭 신호 성분을 제거한 후의 신호를 푸리에 변환해서 전송로를 추정하는 기술이 기재되어 있다. 특허 문헌 4에는, 수신 데이터의 에러율에 기초해서 등화 처리부를 구성하는 필터의 계수를 제어하는 기술이 기재되어 있다.

OFDM에서는, 멀티패스(텔레비전/라디오 방송 또는 휴대전화 시스템 등에서, 기지국으로부터 송신된 전파에 대해서 반사파가 발생하고, 동일한 신호를 전반하는 전파가 복수의 경로를 통해서 1개의 단말기에 도착하는 것)에 대한 내성을 높이기 위해서, 심볼간에 각각 가드 인터벌이 설정되어 있다. 가드 인터벌은, 각 심볼의 최후미 부분의 신호를 그 심볼의 직전에 부여함으로써 얻어진다. 여기에서, 가드 인터벌 기간은, 일반적으로, 상정되는 멀티패스 환경에서 심볼간 간섭(임의의 심볼의 신호 및 그 다음 심볼의 신호를 동시에 수신하는 상태)이 발생하지 않도록 결정되어 있다. 지상파 디지털 방송에서는, 가드 인터벌은, 예를 들면, 1/8 심볼 시간(즉, 126μ초)이다. 따라서, OFDM에서는, 통상적으로, 멀티패스 환경하에서도 신호를 수신할 수 있다.

멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 커지면, 심볼간 간섭이 발생하여, 수신 품질이 열화된다. 여기에서, 가드 인터벌 기간은, 통상은, 상정되는 지연 시간보다도 커지도록 결정되어 있어, 심볼간 간섭이 발생하는 것은 드물다. 그러나, 통신 환경에 따라서는, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 커지는 경우가 있다. 예를 들면, 동일한 신호를 전반하는 전파를 2대의 기지국으로부터 수신하는 환경에서는, 한 쪽의 기지국으로부터의 전파와 다른 쪽의 기지국으로부터의 전파와의 시간차가 가드 인터벌을 초과하게 되는 경우가 있다. 이 경우, 실질적으로 심볼간 간섭이 발생하여, 수신 품질이 저하된다. 또한, 종래 기술에서는, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌을 초과하도록 하는 환경은 거의 상정되어 있지 않았다.

본 발명의 과제는, OFDM을 이용하는 통신 시스템에서, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 큰 경우의 수신 품질을 향상시키는 것이다.

〈과제를 해결하기 위한 수단〉

본 발명의 OFDM 수신기는, 주파수 영역에서 파일럿 신호가 삽입된 OFDM 신호를 복조하기 위해, OFDM 신호를 푸리에 변환하는 푸리에 변환 회로와, 상기 푸리에 변환 회로의 출력 신호로부터 추출되는 파일럿 신호에 대해서 지연 프로파일을 작성하는 지연 프로파일 회로와, 상기 푸리에 변환 회로의 출력 신호로부터 추출되는 파일럿 신호에 대해서 주파수 축 상의 보간 처리를 행하는 보간 회로와, 상기 지연 프로파일에 기초해서 상기 보간 회로의 필터 특성을 제어하는 필터 제어 회로와, 상기 보간 회로의 출력을 이용해서 상기 푸리에 변환 회로의 출력 신호로부터 추출되는 데이터 신호를 보정하는 보정 회로를 갖는다. 그리고, 상기 필터 제어 회로는, 주파와 간섭파와의 시간차가 가드 인터벌보다도 큰 때에는, 그 주파와 간섭파와의 파워비에 따라서, 상기 보간 회로의 필터 특성을 제어한다.

상기 발명에서는, 수신 신호에 대해서 지연 프로파일을 작성함으로써, 주파와 간섭파 사이의 시간차, 및 주파와 간섭파와의 파워비가 검출된다. 주파와 간섭파와의 시간차가 가드 인터벌보다도 큰 때에는, 주파와 간섭파 사이에서 심볼간 간섭이 발생한다. 따라서, 주파와 간섭파와의 파워비에 따라서, 상기 보간 회로의 필터 특성을 제어한다. 또한, 보간 회로는, 예를 들면, 디지털 필터에 의해 실현된다.

주파와 간섭파와의 파워비가 임계값 이하인 경우(즉, 간섭파의 수신 파워가 비교적 큰 때)에는, 심볼간 간섭의 영향이 커진다. 따라서, 이 경우에는, 예를 들면, 주파를 통과시킴과 함께 간섭파를 제거하도록 필터의 통과 대역을 제어한다. 한편, 주파와 간섭파와의 파워비가 임계값 이상인 경우(즉, 간섭파의 수신 파워가 충분히 작은 경우)에는, 심볼간 간섭의 영향은 작다. 따라서, 이 경우에는, 예를 들면, 주파수 영역에서 필요한 정보가 제거되게 되는 것을 회피하기 위해, 주파 및 간섭파의 양쪽을 통과시키도록 필터의 통과 대역을 제어한다.

〈발명을 실시하기 위한 최량의 형태〉

도 1은, 본 발명에 따른 OFDM 수신기가 구비하는 등화 처리부의 구성을 도시 하는 도면이다. 또한，OFDM 수신기의 기본 구성은, 도 8에 도시한 바와 같다. 즉, 실시 형태의 등화 처리부에는, 도 8에 도시하는 FFT 회로(104)로부터 출력되는 주파수 영역 신호가 공급된다. 또한, 실시 형태의 OFDM 수신기는, 지상파 디지털 방송을 수신하는 것으로 한다.

OFDM에서는, 서로 주파수가 상이한 복수의 캐리어를 이용해서 복수의 신호가 전송된다. 그리고, 지상파 디지털 방송에서는, 데이터 신호, 분산 파일럿 신호(SP), 부가 정보 신호(AC), 제어 정보 신호(TMCC) 등이 병렬로 전송된다.

추출 회로(51)는, FFT 회로(104)의 출력 신호로부터 데이터 신호, SP 신호, AC 신호, TMCC 신호를 각각 추출한다. 데이터 신호는 복소 제산부(120)에 공급되고, SP 신호는 특성 산출부(53)에 공급된다. 또한，AC 신호 및 TMCC 신호는, 도시되지 않은 DQPSK 복조기에 의해 복조되지만, 본 발명과는 직접적으로는 관계가 없으므로 설명을 생략한다.

SP 생성부(52)는, 기지 신호로서의 SP 신호를 생성한다. 여기에서, SP 신호는, 미리 그 송신 위상 및 송신 파워가 정해져 있다. 그리고, SP 생성부(52)는, 송신기로부터 송신되는 SP 신호와 동일한 SP 신호를 생성한다.

특성 산출부(53)는, 수신 신호로부터 추출된 SP 신호 및 SP 생성부(52)에 의해 생성되는 SP 신호에 기초하여, 전송로 특성 정보를 산출한다. 전송로 특성 정보는, 예를 들면, 수신 신호로부터 추출된 SP 신호를 SP 생성부(52)에 의해 생성되는 SP 신호로 제산함으로써 산출하도록 하여도 된다. 또한, 추출 회로(51), SP 생성부(52), 특성 산출부(53)는, 공지된 기술에 의해 실현되는 것으로서, 도 8 또는 도 10에서는 생략되어 있다.

심볼 보간부(111)는, 도 9 및 도 10을 참조하면서 설명한 바와 같이, SP 신호(SP 신호에 대해서 얻어지는 전송로 특성 정보)에 대해서 시간축 방향의 보간 처리를 행한다. 캐리어 보간부(11)는, 기본적인 동작은, 도 10에 도시한 캐리어 보간부(112)와 동일하다. 즉, 캐리어 보간부(11)는, FIR 필터 또는 IIR 필터 등의 디지털 필터로서, 심볼 보간부(111)에 의한 보간 결과를 이용해서 주파수 축 방향의 보간 처리를 행한다. 이 결과, 모든 캐리어에서 SP 신호에 대한 전송로 특성 정보가 얻어진다.

복소 제산부(120)는, 도 10을 참조하면서 설명한 바와 같이, 전송로 특성 정보를 이용해서 복소 제산을 행함으로써, 데이터 신호를 보정한다. 이 결과, 전송로의 영향을 제거하도록, 데이터 신호가 등화된다. 등화된 데이터 신호는, 디맵핑되어서 TS 형식으로 출력된다.

IFFT 회로(21)는, 역 푸리에 변환을 실행함으로써, 심볼 보간부(111)로부터 출력되는 주파수 영역 신호를 시간 영역 신호로 변환한다. 또한, 지연 프로파일 생성부(22)는, IFFT 회로(21)로부터 출력되는 시간 영역 신호를 이용해서 지연 프로파일을 작성한다. 지연 프로파일은, 시간축 상에서의 수신 파워를 나타낸다. 즉, 지연 프로파일은, 주파(희망파) 성분 및 간섭파(비희망파)의 각 수신 파워를 나타낸다. 따라서, 이 지연 프로파일을 해석하면, 주파와 간섭파 사이의 지연 시간 및 주파와 간섭파 사이의 수신 파워비를 얻을 수 있다. 주파란, 일반적으로, 수신 파워가 가장 큰 수신파이다. 또한, 간섭파란, 멀티패스 환경에서 주파와 동 일한 신호를 전반하는 전파로서, 주파의 지연파 또는 선행파이다. 또한, 동일 신호를 전반하는 전파를 복수의 기지국으로부터 수신하는 환경에서는, 임의의 기지국으로부터의 전파가 주파로 되고, 다른 기지국으로부터의 전파가 간섭파로 되는 경우가 있다.

필터 제어부(23)는, 지연 프로파일에 기초해서 캐리어 보간부(11)의 필터 특성을 제어한다. 여기에서, 캐리어 보간부(11)가 FIR 필터인 것으로 하면, 필터 제어부(23)는, 그 FIR 필터의 탭 계수를 조정함으로써 통과 대역을 제어한다.

도 2는, 캐리어 보간부(11)의 필터 특성의 제어에 대해서 설명하는 도면이다. 이 예에서는，1 심볼 시간이 1.008m초인 것으로 한다. 그리고, 예를 들면, 주파에 대한 간섭파의 지연 시간이 126μ초일 때에는, 필터 제어부(23)는, 필터의 통과 대역을 「1/8 심볼 시간(=126μ초)」로 설정한다. 또는, 주파에 대한 간섭파의 지연 시간이 252μ초일 때에는, 필터 제어부(23)는, 필터의 통과 대역을 「1/4 심볼 시간(=252μ초)」로 설정한다. 즉, 필터 제어부(23)는, 필터의 통과 대역으로서, 기본적으로는, 멀티패스의 지연 시간과 동일 정도 또는 멀티패스의 지연 시간보다도 조금만 큰 시간폭을 설정한다. 단, 후에 상세히 설명하지만, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 큰 때에는, 주파 및 간섭파와의 수신 파워의 비에 따라서 필터의 통과 대역을 제어한다.

FFT 창 제어부(24)는, FFT 회로(104)에서의 연산 범위를 잘라내는 윈도우의 위치를 지연 프로파일에 기초해서 제어한다. 또한，OFDM에서는, 각 심볼은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 유효 심볼 및 가드 인터벌(GI)로 구성된다. 가드 인터벌 은, 유효 심볼의 최후미 부분의 신호를 복사해서 그 심볼의 선두에 부여함으로써 얻어진다.

주파 및 그 지연파가 존재하는 경우에는, FFT 창 제어부(24)는, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 주파의 유효 심볼을 잘라내도록 윈도우 위치를 설정한다. 이 경우, FFT 회로(104)에는, 주파의 유효 심볼(n), 지연파의 유효 심볼(n)의 일부, 및 지연파의 가드 인터벌(n)의 일부가 공급된다. 그러나, 가드 인터벌(n)의 신호는, 유효 심볼(n)의 신호와 동일하다. 따라서, 이 경우, FFT 회로(104)에는, 심볼(n)의 신호만이 공급되어, 심볼간 간섭은 발생하지 않는다. 또한, 주파의 신호 성분뿐만 아니라, 지연파의 신호 성분도 FFT 회로(104)에 공급되므로, 수신 품질의 열화를 방지할 수 있다.

한편, 주파 및 그 선행파가 존재하는 경우에는, FFT 창 제어부(24)는, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 선행파의 유효 심볼을 잘라내도록 윈도우 위치를 설정한다. 그렇게 하면，FFT 회로(104)에는, 심볼(n)의 신호만이 공급되어, 심볼간 간섭은 발생하지 않는다. 또한, 주파 및 그 선행파가 존재할 때에 주파의 유효 심볼을 잘라내도록 윈도우 위치를 설정하면, 다음의 심볼의 정보의 일부가 FFT 회로(104)에 공급되므로, 수신 품질이 열화하게 된다.

이와 같이, FFT 창 제어부(24)는, 기본적으로는, 주파 및 그 지연파가 존재할 때에는 주파의 유효 심볼을 잘라내도록 윈도우 위치를 설정하고, 주파 및 그 선행파가 존재할 때에는 선행파의 유효 심볼을 잘라내도록 윈도우 위치를 설정한다. 단, 후에 상세히 설명하지만, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 큰 때에 는, 주파 및 간섭파와의 수신 파워의 비에 따라서 윈도우 위치의 설정을 변경하는 경우가 있다.

실시 형태의 OFDM 수신기의 동작을 상세히 설명한다. 이하에서는, 지상파 디지털 방송의 모드(3)를 상정한다. 즉, 1 심볼 시간은 1.008m초이며, 가드 인터벌은 1/8 심볼 시간(126μ초)인 것으로 한다. 또한, 캐리어 보간부(11)는, FIR 필터 등의 디지털 필터인 것으로 한다.

우선, 도 4 및 도 5를 참조하면서, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다 작은 경우의 동작을 설명한다.

도 4의 (a)는, 주파 및 그 지연파(지연 시간 = 31μ초)가 존재할 때의 동작을 도시하는 도면이다. 이 경우, FFT 창 제어부(24)는, 주파의 유효 심볼을 절취하도록 윈도우 위치를 제어한다. 또한, 필터 제어부(23)는, 필터의 통과 대역으로서, 멀티패스 지연 시간과 동일 정도 또는 멀티패스의 지연 시간보다도 조금만 큰 시간폭을 설정한다. 여기에서는, 통과 대역 = 1/32 심볼 시간(32μ초)이 설정되어 있다.

도 4의 (b)는, 주파 및 그 선행파(시간차 = 31μ초)가 존재할 때의 동작을 도시하는 도면이다. 이 경우, FFT 창 제어부(24)는, 선행파의 유효 심볼을 절취하도록 윈도우 위치를 제어한다. 또한, 필터 제어부(23)는, 통과 대역 = 1/32 심볼 시간(32μ초)을 설정한다.

도 5의 (a)는, 주파 및 그 지연파(지연 시간 = 120μ초)가 존재할 때의 동작을 도시하는 도면이다. 이 경우, FFT 창 제어부(24)는, 주파의 유효 심볼을 절취 하도록 윈도우 위치를 제어한다. 또한, 필터 제어부(23)는, 통과 대역 = 1/8 심볼 시간(126μ초)을 설정한다.

도 5의 (b)는, 주파 및 그 선행파(시간차 = 120μ초)가 존재할 때의 동작을 도시하는 도면이다. 이 경우, FFT 창 제어부(24)는, 선행파의 유효 심볼을 절취하도록 윈도우 위치를 제어한다. 또한, 필터 제어부(23)는, 통과 대역 = 1/8 심볼 시간(126μ초)을 설정한다.

이와 같이, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 작은 때에는, SP 신호에 대해서 캐리어 보간을 하기 위한 필터의 통과 대역으로서, 멀티패스 지연 시간과 동일 정도 또는 멀티패스의 지연 시간보다도 조금만 큰 시간폭이 설정된다. 또한, 주파 및 그 지연파가 존재할 때에는 주파의 유효 심볼을 잘라내도록 윈도우 위치가 설정되고, 주파 및 그 선행파가 존재할 때에는 선행파의 유효 심볼을 잘라내도록 윈도우 위치가 설정된다.

다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하면서, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다 큰 경우의 동작을 설명한다. 또한, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다 큰 때에는, 심볼간 간섭이 발생할 수 있다.

도 6의 (a)는, 주파 및 그 지연파(지연 시간 = 160μ초)가 존재하고, 또한, 그 D/U비가 임계값보다도 작은 때의 동작을 도시하는 도면이다. 여기에서, D/U비란, 주파로서의 희망파(Desired Wave)와 간섭파로서의 비희망파(Undesired Wave)의 수신 파워의 비율이다. 여기에서, 「D/U비가 작다」란, 희망파와 비희망파의 파워의 차가 작은 것을 의미한다. 그리고, 이 경우, FFT 창 제어부(24)는, 주파의 유 효 심볼을 절취하도록 윈도우 위치를 제어한다. 또한, 필터 제어부(23)는, 통과 대역 = 1/64 심볼 시간(16μ초)을 설정한다.

도 6의 (b)는, 주파 및 그 선행파(시간차 = 160μ초)가 존재하고, 또한, 그 D/U비가 임계값보다도 작은 때의 동작을 도시하는 도면이다. 이 경우, FFT 창 제어부(24)는, 주파의 유효 심볼을 절취하도록 윈도우 위치를 제어한다. 또한, 필터 제어부(23)는, 통과 대역 = 1/64 심볼 시간(16μ초)을 설정한다.

이와 같이, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다 크고, 또한, 간섭파의 수신 파워가 비교적 큰 경우에는, 그 간섭파가 선행파인지 지연파인지에 관계없이, 주파의 유효 심볼을 절취하도록 윈도우 위치가 제어된다. 또한, 캐리어 보간을 위한 필터의 통과 대역을 최소(여기에서는，16μ초)로 한다. 즉, 주파에 관계되는 정보를 수집하고, 간섭파에 관계되는 정보를 제거하는 제어가 행해진다. 이 결과, 심볼간 간섭을 야기하는 간섭파의 영향을 억제할 수 있어, 수신 품질의 열화가 작아진다.

또한, 캐리어 보간을 위한 필터에는, 주파수 영역 신호가 공급된다. 이 때문에, 필터의 통과 대역을 좁힘으로써 간섭파를 제거하려고 하면, 주파에 의해 전송된 정보의 일부도 제거되게 된다. 그리고, 주파에 의해 전송된 정보의 일부가 제거되면, 수신 품율의 열화를 야기한다. 그러나, 간섭파의 수신 파워가 큰 때에는, 그 간섭파에 기인하는 심볼간 간섭에 의한 수신 열화쪽이 보다 심각하다. 따라서, 실시 형태의 OFDM 수신기에서는，D/U비의 임계값을 적절하게 설정함으로써, 간섭파를 제거하는 것에 의한 품질 열화보다도, 간섭파를 제거하지 않는 것에 의한 품질 열화쪽이 심각한 경우에는, 간섭파를 제거하도록 필터의 통과 대역이 제어된다. 여기에서, D/U비의 임계값은, 실험 또는 시뮬레이션 등에 의해 결정된다.

도 7의 (a)는, 주파 및 그 지연파(지연 시간 = 160μ초)가 존재하고, 또한, 그 D/U비가 임계값보다도 큰 때의 동작을 도시하는 도면이다. 이 경우, FFT 창 제어부(24)는, 주파의 유효 심볼을 절취하도록 윈도우 위치를 제어한다. 또한, 필터 제어부(23)는, 통과 대역 = 1/6 심볼 시간(168μ초)을 설정한다.

도 7의 (b)는, 주파 및 그 선행파(시간차 = 160μ초)가 존재하고, 또한, 그 D/U비가 임계값보다도 큰 때의 동작을 도시하는 도면이다. 이 경우, FFT 창 제어부(24)는, 선행파의 유효 심볼을 절취하도록 윈도우 위치를 제어한다. 또한, 필터 제어부(23)는, 통과 대역 = 1/6 심볼 시간(168μ초)을 설정한다.

이와 같이, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다 크고, 또한, 간섭파의 수신 파워가 충분히 작은 경우에는, 필터의 통과 대역으로서, 지연 시간과 동일 정도 또는 그 지연 시간보다도 조금만 큰 시간폭이 설정된다. 즉, 캐리어 보간 처리에서 주파 및 간섭파의 양쪽을 사용한다. 여기에서, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 큰 때에는, 캐리어 보간 처리에서 주파 및 간섭파의 양쪽을 사용하면, 심볼간 간섭에 의한 품질 열화가 생길 수 있다. 그러나, 간섭파의 수신 파워가 충분히 작은 때에는, 그 간섭파에 의한 수신 열화의 영향은 작다.

또한, 지연 프로파일을 작성해서 FFT 창 및 통과 대역을 제어하는 처리는, 심볼마다 실행하여도 되고, 소정의 주기(예를 들면, 프레임마다)에서 실행하여도 된다.

또한, 지연 프로파일을 작성해서 FFT 창 및 통과 대역을 제어하는 기능은, 하드웨어 회로로 실현하여도 되고, 소프트웨어를 이용해서 실현하여도 된다.

본 발명에 따르면, OFDM을 이용하는 통신 시스템에서, 멀티패스의 지연 시간이 가드 인터벌보다도 큰 경우의 수신 품질이 향상된다.

Claims

주파수 영역에서 파일럿 신호가 삽입된 OFDM 신호를 복조하는 OFDM 수신기로서,

OFDM 신호를 푸리에 변환하는 푸리에 변환 회로와,

상기 푸리에 변환 회로의 출력 신호로부터 추출되는 파일럿 신호에 대해서 지연 프로파일을 작성하는 지연 프로파일 회로와,

상기 푸리에 변환 회로의 출력 신호로부터 추출되는 파일럿 신호에 대해서 주파수 축 상의 보간 처리를 행하는 보간 회로와,

상기 지연 프로파일에 기초해서 상기 보간 회로의 필터 특성을 제어하는 필터 제어 회로와,

상기 보간 회로의 출력을 이용해서 상기 푸리에 변환 회로의 출력 신호로부터 추출되는 데이터 신호를 보정하는 보정 회로

를 포함하고,

상기 필터 제어 회로는, 주파와 간섭파와의 시간차가 가드 인터벌보다도 큰 때에는, 그 주파와 간섭파와의 파워비에 따라서, 상기 보간 회로의 필터 특성을 제어하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
제1항에 있어서,

상기 보간 회로는 FIR 필터이며,

상기 필터 제어 회로는, 그 FIR 필터의 탭 계수를 조정함으로써 통과 대역을 제어하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
제1항에 있어서,

상기 필터 제어 회로는, 주파와 간섭파와의 시간차가 가드 인터벌보다 크고, 또한, 그 주파와 간섭파와의 파워비가 임계값 이하인 때에는, 상기 주파를 통과시킴과 함께 상기 간섭파를 제거하도록 필터 특성을 제어하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
제1항에 있어서,

상기 필터 제어 회로는, 주파와 간섭파와의 시간차가 가드 인터벌보다 크고, 또한, 그 주파와 간섭파와의 파워비가 임계값 이상인 때에는, 상기 주파 및 상기 간섭파의 양쪽을 통과시키도록 필터 특성을 제어하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
제1항에 있어서,

상기 푸리에 변환 회로에서의 연산 범위를 잘라내는 윈도우의 위치를 상기 지연 프로파일에 기초해서 제어하는 윈도우 제어 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
제5항에 있어서,

상기 윈도우 제어 회로는, 주파와 간섭파와의 시간차가 가드 인터벌보다도 크고, 또한, 그 주파와 간섭파와의 파워비가 임계값 이하인 때에는, 상기 주파를 잘라내도록 윈도우를 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
제5항에 있어서,

상기 윈도우 제어 회로는, 주파와 지연 간섭파와의 시간차가 가드 인터벌보다도 크고, 또한, 그 주파와 지연 간섭파와의 파워비가 임계값 이상인 때에는, 상기 주파를 잘라내도록 윈도우를 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
제5항에 있어서,

상기 윈도우 제어 회로는, 주파와 선행 간섭파와의 시간차가 가드 인터벌보다도 크고, 또한, 그 주파와 선행 간섭파와의 파워비가 임계값 이상인 때에는, 상기 선행 간섭파를 잘라내도록 윈도우를 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
제1항에 있어서,

상기 파일럿 신호는, 지상파 디지털 방송의 확산 파일럿 신호인 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
주파수 영역에서 파일럿 신호가 삽입된 OFDM 신호를 복조하는 OFDM 수신기에서 데이터 신호를 등화하는 방법으로서，

푸리에 변환 회로를 이용해서 OFDM 신호를 푸리에 변환하고,

상기 푸리에 변환 회로의 출력 신호로부터 추출되는 파일럿 신호에 대해서 지연 프로파일을 작성하고,

상기 지연 프로파일에 기초하여, 상기 푸리에 변환 회로의 출력 신호로부터 추출되는 파일럿 신호에 대해서 주파수 축 상의 보간 처리를 행하고,

주파와 간섭파의 시간차가 가드 인터벌보다도 큰 때에는, 그 주파와 간섭파의 파워비에 따라서, 상기 보간 처리를 위한 필터 특성을 제어하고,

상기 보간 처리에 의해 얻어지는 정보를 이용해서 상기 푸리에 변환 회로의 출력 신호로부터 추출되는 데이터 신호를 보정하여 출력하는 것을 특징으로 하는 등화 방법.